C++11内存屏障在类似x86的系统上是如何实现的？

Question

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我对C++11的std::memory_order类型（relaxed、acquire-release和sequentially consistent）有很好的概念理解，但我希望更好地了解它们在x86（或x86_64）目标上通常是如何实现的（由编译器）。

具体而言，比较每个顺序约束（memory_order_consume、memory_order_acquire、memory_order_release和memory_order_seq_cst）的低级细节（例如用于在处理器之间同步状态或缓存的重要内存相关CPU指令）。

请尽可能提供更多的低级细节，最好是针对x86_64或类似的架构。非常感谢您的帮助。

- etherice

2个回答

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Herb Sutter在他的C++ and Beyond 2012的atomic<> Weapons演讲中分解了x86和其他体系结构（包括PowerPC和ARM）的原子操作。我认为相关的幻灯片在第二个部分，但第一个部分也值得一看。

- mattnewport

这也非常有帮助。+1。 - etherice

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可以查看英文原文，
原文链接

- Jonathan Wakely · Accepted Answer

在x86和x86_64中，即使没有使用原子操作，加载具有获取语义，存储具有释放语义，因此除了seq_cst之外的所有内存顺序都不需要特殊指令。

为了获得完全的顺序一致性，编译器可以插入mfence指令，以防止对不同内存位置上的操作重新排序，但我认为不需要任何其他特殊指令。

编译器需要避免在原子操作中移动加载和存储，但这纯粹是对编译器优化器的限制，不需要发出CPU指令。